Grafeeni puolijohdepiirien kopiokoneena

Nikkelikalvon kuorinta pois piikiekolta demonstroi 2D-materiaaleille soveltuvaa siirtoprosessia. Photo: Jose-Luis Olivares / MIT

(25.4.2017) MIT:n insinöörien johdolla ja muun muassa LG Electronics R&D Centerin tuella kehittämä uusi tekniikka voi huomattavasti vähentää eksoottisien puolijohdemateriaalien kiekkotason kustannuksia.

Uusi menetelmä käyttää grafeenia eräänlaisena ”kopiokoneena” siirtämään monimutkaisia kiteisiä kuvioita alemmasta puolijohdekiekosta sen päällä olevaan kerrokseen vastaavaa materiaalia.

Insinöörit sijoittivat arkin grafeenia kalliin kiekon päälle ja kasvattivat sen päälle puolijohtavaa materiaalia. Grafeeni on niin ohut, että alla oleva piirikuvioitu kiekko kopioituu pintakerroksen puolijohteeseen.

Grafeeni on myös melko liukas eli sen van der Waals sidokset pystysuuntiin ovat heikkoja, joten insinöörit saattoivat yksinkertaisesti kuoria päällimmäisen valmiin kerroksen helposti irti grafeenilta. Tutkijaryhmän uudella tekniikalla valmistajat voivat ottaa käyttöön piitä tehokkaampia ja kalliimpia puolijohdemateriaaleja aiempaa edullisemmin. Irrotettu puolijohde voidaan siirtää helposti vaikkapa joustaville alustoille.

Tutkijat kokeilivat tekniikkaansa indiumfosfidilla, galliumarsenenidilla ja galliumfosfidilla. Nämä materiaalit ovat 50 - 100 kertaa kalliimpia kuin pii ja kun kyseistä materiaalia ei tarvitse enää käyttää tukikerroksena ovat kustannussäästöt melkoisia.

Jatkossa tutkijat aikovat suunnitella uudelleenkäytettäviä ”äiti kiekkoa” alueisiin, jotka valmistettu eri materiaaleista ja tutkia pinota puolijohteita monimateriaalisiksi rakenteiksi.

Aiheesta aiemmin:

Grafeenin avulla kaksiulotteisia puolijohteita

Läpinäkyvä hopea ja letkeä kulta

Kirja antureista ja nanotekniikasta

Reaalimaailmaa tunnustellen – Nanoteknologia ja anturit -kirjan teemana ovat nanoteknologian mahdollistamat anturitekniikat, jotka lupailevat tulevaisuudessa yhä tarkempia mittauksia ympäristöstämme ja kehostamme

Tulevaisuudessa saamme ehkä käyttöön jopa Star Trek -elokuvasta tutun Tricorder-mittauslaitteen.

Kirjassa käsitellään myös tuotantoelämän tarpeita sillä yhä vähemmällä tehonkäytöllä toimivat anturit ovat omiaan vahvasti vauhdittuvalle Internet of Things –sovelluksille.

Tutustu kirja sisällysluetteloon.

Kirjanen (68 sivua) ja sen e-kirja-versio on hankittavissa kustantajan Books on Demand kirjakauppaosiosta, erilaisista nettikirjakaupoista tai poikkeuksellisen hyvin varustetuista kirjakaupoista.


Aiemmat uutiset

Kangaskudoksia hiilinanoputkista (24.04.2017)
University of Illinois at Urbanan tutkijat ovat syntetisoineet ohuita hiilinanoputkista (CNT) koostuvia tekstiilejä, joilla on korkea sähkönjohtavuus sekä sitkeystaso..

Tavoitteena terminen tietokone (22.04.2017)
Yksi suurimmista ongelmista tietokoneiden parissa on löytää keinoja pitää ne viileänä, jotta ne eivät ylikuumene. Lämmön torjumisen sijaan University of Nebraska-Lincoln..

Vaimennus antaa nopeamman kytkennän (21.04.2017)
RAM-muisti on ratkaiseva tekijä useimmissa tietokoneissa, niiden tallentaessa informaatiota, jota tarvitaan prosessien loppuun saattamisessa. Tämä informaatio voidaan..